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• Johaniitaa Liss

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ESTUDIANTE RUBEN DARIO PAREDES Actividades a desarrollar Actividades individuales: Cada estudiante deberá resolver los siguientes problemas y compartir sus procedimientos y respuestas en el foro colaborativo: 1. Realizar la conversión de unidades para los siguientes casos, y definir con sus palabras el concepto de las propiedades que se mencionan: a. Un fluido alimentario posee una viscosidad de 6 poises, y se desea expresar dicha variable en el sistema internacional (Pa s) y al sistema inglés (lb/ft s)

6 𝑝𝑜𝑖𝑠𝑒𝑠 = 6 6 𝑝𝑜𝑖𝑠𝑒 = 6

𝑔 𝑘𝑔 100𝑐𝑚 𝒌𝒈 ∗ ∗ = 𝟎, 𝟔 𝒔 𝑐𝑚 𝑠 1000𝑔 1𝑚 𝒎

𝑔 1𝑙𝑏 30,48𝑐𝑚 𝒍𝒃 ∗ ∗ = 𝟎, 𝟒𝟎 𝑐𝑚 𝑠 453,5𝑔 1𝑓𝑡 𝒇𝒕 𝒔

La viscosidad es una propiedad física y se refiere a la resistencia que poseen algunos líquidos durante su fluidez y deformación. b. El calor específico de la carne de cerdo magra es 3,123 KJ/Kg °C, realizar la conversión a unidades inglesas BTU/lb °F 3,123

𝐾𝐽 0,947817𝐵𝑇𝑈 1𝑘𝑔 °𝐶 𝑩𝑻𝑼 ∗ ∗ ∗ = 𝟎, 𝟕𝟒𝟓𝟗𝟏𝟔𝟓 𝑘𝑔 °𝐶 1𝐾𝐽 2,20462𝑙𝑏 1,8°𝐹 𝒍𝒃 °𝑭

El calor específico es la cantidad de calor que una sustancia requiere para que la temperatura aumente en una unidad por unidad de masa. c. La conductividad térmica de la manzana es 0,225BTu/ hr ft °F, se requiere expresar esta propiedad física en el sistema internacional de unidades a W/ m °C. 0.225

𝐵𝑇𝑈 0,293071𝑊 − ℎ𝑟 1𝑓𝑡 1,8°𝐹 ∗ ∗ ∗ ℎ𝑟 − 𝑓𝑡 − °𝐹 1𝐵𝑇𝑈 0,3048𝑚 °𝐶 = 𝟎, 𝟑𝟖𝟗𝟒𝟏𝟓

𝑾 𝒎 °𝑪

La conductividad térmica es la capacidad de transportar calor de manera directa. d. La densidad aparente del aguacate es 1067Kg/ 𝑚3 , expresar dicho valor en libra por pulgada cúbica (lb/𝑖𝑛3 )

1067

𝑘𝑔 2,20462𝑙𝑏 1𝑚3 𝒍𝒃 ∗ ∗ = 𝟎, 𝟎𝟑𝟖𝟓𝟒 𝟑 3 3 𝑚 1𝑘𝑔 61023𝑖𝑛 𝒊𝒏

La densidad aparente se puede definir como el peso seco de una unidad de volumen de una sustancia. e. El coeficiente de transferencia de calor superficial de una plancha de calentamiento es 35 W/m2 K se requiere cambiar a BTU/h ft °F y a Kcal/h m2 °C.

35

𝑊 1𝐵𝑇𝑈 0.09290𝑚2 𝐾 𝑩𝑻𝑼 ∗ ∗ ∗ = 𝟔. 𝟏𝟔𝟑𝟖 2 2 𝑚 𝐾 0,293071𝑊 − ℎ 1𝑓𝑡 1.8°𝐹 𝒉 − 𝒇𝒕𝟐 °𝑭 35

𝑊 0.860421𝐾𝑐𝑎𝑙 𝐾 𝑲𝒄𝒂𝒍 ∗ ∗ = 𝟑𝟎. 𝟏𝟏𝟒𝟕 2 𝑚 𝐾 1𝑊 − ℎ °𝐶 𝒉 − 𝒎𝟐 °𝑪

El coeficiente de transferencia de calor superficial se representa cuando se produce la transferencia de calor por conducción. 2. En una habitación, se enciende un calentador eléctrico de 8 kW y se mantiene así durante 60 minutos. Calcular la cantidad de energía transmitida por el calentador a la habitación. 𝑬=𝑷∗𝒕 𝐸 = 8𝑘𝑊 ∗ 60𝑚𝑖𝑛 ∗

8𝑘𝑊ℎ ∗

1ℎ = 8𝑘𝑊ℎ 60𝑚𝑖𝑛

3600𝑘𝐽 = 𝟐𝟖𝟖𝟎𝟎𝒌𝑱 1𝑘𝑊ℎ

3. Una pared de ladrillo cuya conductividad térmica es de 0.14BTU/hft°F, se encuentra separando dos ambientes, uno a 120°F y otro a 58°F, si la altura

de la pared es de 3ft, con una longitud de 12ft y un espesor de 3in. ¿Encontrar el flujo de energía que circula a través de la pared?

𝒒 = −𝑲𝑨 𝑘 = 0.14

∆𝑻 ∆𝑿

𝐵𝑇𝑈 ℎ − 𝑓𝑡 °𝐹

𝐴 = 3𝑓𝑡 ∗ 12𝑓𝑡 = 36𝑓𝑡 2 ∆𝑇 = 58°𝐹 − 120°𝐹 = −62°𝐹 ∆𝑋 = 3𝑖𝑛 ∗

1𝑓𝑡 = 0.25𝑓𝑡 12𝑖𝑛

𝒒 = − (0.14

𝐵𝑇𝑈 −62°𝐹 𝑩𝑻𝑼 ) ∗ 36𝑓𝑡 2 ( ) = 𝟏𝟐𝟒𝟗. 𝟗𝟐 ℎ − 𝑓𝑡 °𝐹 0.25𝑓𝑡 𝒉

𝑞 = 1249.92

𝐵𝑇𝑈 0.293071𝑊 − ℎ ∗ ℎ 1𝐵𝑇𝑈

𝒒 = 𝟑𝟔𝟔. 𝟑𝟐𝑾 4. Con el fin de calentar una pizza desde 10°C hasta 62°C, esta se coloca sobre una placa metálica que tiene una temperatura de 124°C, si el calentamiento dura 10minutos, encontrar la conductividad térmica de la pizza, al tener una masa de 1500g, un diámetro de 48 cm, con un espesor de 2cm y un cp =3.2KJ/Kg °C. La primera ecuación que se aplica es la de transferencia de calor general: 𝑄 = 𝑚 ∗ 𝑐𝑝 ∗ ∆𝑇 Calcular tasa de calor: 𝑄 = 1𝑘𝑔 ∗ (3.2𝑘𝐽/𝑘𝑔°𝐶) ∗ (85 − 10)°𝐶 𝑄 = 240𝑘𝐽 La segunda ecuación que se aplica es transferencia de calor por conducción: 𝑄 = (𝑘 ∗ 𝐴 ∗ ∆𝑇)/𝐿 Se calcula el área y después se calcula la conductividad

𝐴=𝑛∗

𝑑2 4

𝐴 = 𝑛 ∗ (0.48𝑚)2 /4 𝐴 = 0.16𝑚2 Calculando la conductividad se tiene: 240000 𝐽/600𝑠 = [𝑘 ∗ 0.196𝑚2 ∗ (130 − 10)𝐾]/(0.02𝑚) 𝑘 = 0.34

𝑊 ∗𝐾 𝑚

0.34W/m*K es la conductividad térmica de la pizza.